Silniki indukcyjne: jaki wpływ mają-harmoniczne wysokiego rzędu na ich działanie?
Feb 05, 2026
Zostaw wiadomość
W poprzednich tweetach omawialiśmy charakterystykę rozruchową i operacyjnąsilniki indukcyjne, znany również jakosilniki asynchroniczne. Chodzi tu o moment elektromagnetyczny silnika, który powstaje w wyniku oddziaływania podstawowego pola magnetycznego w szczelinie powietrznej z indukowanym przez nie prądem wirnika. W przypadku każdego silnika, oprócz podstawowego pola magnetycznego, w szczelinie powietrznej występują różne poziomy harmonicznych pól magnetycznych-wysokiego rzędu. Pod wpływem-pól magnetycznych harmonicznych wyższego rzędu powstają odpowiadające im momenty harmoniczne, zwane także momentami dodatkowymi. Te dodatkowe momenty obrotowe będą w różnym stopniu zakłócać działanie momentu elektromagnetycznego, a w poważnych przypadkach prowadzić do trudności w uruchomieniu silnika lub nawet do jego całkowitego braku.
Ze względu na obiektywne istnienie zębów i szczelin w rdzeniach stojana i wirnika silnika, nie-sinusoidalny rozkład uzwojeń i nierównomierne nasycenie obwodu magnetycznego silnika, podczas pracy silnika nieuniknione są-harmoniczne wysokiego rzędu.
Istnieją dwa rodzaje momentów obrotowych generowanych przez harmoniczne-wysokiego rzędu: asynchroniczny dodatkowy moment obrotowy i synchroniczny dodatkowy moment obrotowy. Obydwa mają niekorzystny wpływ na wydajność rozruchową silnika. Ogólnie rzecz biorąc, asynchroniczny dodatkowy moment obrotowy spowoduje, że silnik będzie pełzał z określoną prędkością i nie osiągnie prędkości znamionowej; jeśli w momencie rozruchu pojawi się synchroniczny dodatkowy moment obrotowy, może to prowadzić do martwego punktu podczas rozruchu silnika, nawet jeśli silnik jest uruchamiany w warunkach-bez obciążenia. Jeśli chodzi o ten problem, jest on czasami wykrywany podczas testowania silników: w przypadku silników o tej samej specyfikacji i tej samej partii, nawet jeśli zostanie przyłożone to samo napięcie, czasami poszczególne silniki nie uruchamiają się. W tym przypadku powszechną praktyką jest obracanie wirnika silnika o kąt, aby ułatwić jego uruchomienie.
Z analizy teoretycznej wynika, że ponieważ moment obrotowy generowany przez harmoniczne-wysokiego rzędu nakłada się na krzywą momentu obrotowego, na krzywej pojawią się wklęsłe punkty, pogarszając w ten sposób parametry rozruchowe silnika. Jak zmniejszyć wpływ harmonicznych-wysokiego rzędu i poprawić wydajność rozruchu silnika? Typowe i bardzo skuteczne środki obejmują: regulację pasowania szczeliny między stojanem silnika a wirnikiem; zwiększenie szczeliny powietrznej stojana silnika; przekrzywianie szczelin stojana lub wirnika; przyjęcie uzwojeń o krótkim-skoku i liczbach całkowitych-żłobkowych itp.
Celem regulacji pasowania szczelinowego pomiędzy stojanem silnika a wirnikiem jest zmniejszenie i wyeliminowanie synchronicznego dodatkowego momentu obrotowego; zwiększenie szczeliny powietrznej stojana-wirnika osłabia-harmoniczne wyższego rzędu poprzez proporcjonalną zależność między falą roboczą a wartościami harmonicznych przewodności magnetycznej.
Zgodnie z aktualną technologią produkcji i przetwarzania, na wirniku coraz częściej stosuje się skośne rowki, które mogą skutecznie kontrolować wartość synchronicznego dodatkowego momentu obrotowego. Jednakże w przypadku zastosowania skośnych szczelin współczynnik mocy i maksymalny moment obrotowy silnika ulegną pogorszeniu w różnym stopniu.
Oprócz wpływu na wydajność rozruchu silnika, innym niekorzystnym skutkiem harmonicznych-wysokiego rzędu jest szum elektromagnetyczny silnika-o wysokiej częstotliwości. W poprzednich artykułach szeroko omawialiśmy-zakłócenia elektromagnetyczne o wysokiej częstotliwości i sposoby radzenia sobie z takimi problemami są podobne.